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🏗️ Modelo OSI

Open Systems Interconnection

Aula 03
O modelo teórico das 7 camadas
Padrão ISO para interconexão de sistemas

👨‍🏫 Autor da Apresentação

César Azevedo
📧 cesar.augusto@ifrn.edu.br

📋 Tópicos da Aula

🌟 História e Motivação

Problema das redes proprietárias
Necessidade de padronização
Papel da ISO
Objetivo da interconexão

🏗️ As 7 Camadas

1. Física - Hardware
2. Enlace - Quadros
3. Rede - Roteamento
4. Transporte - Confiabilidade

📱 Camadas Superiores

5. Sessão - Diálogo
6. Apresentação - Formatação
7. Aplicação - Interface usuário

📞 Analogias Práticas

Sistema telefônico
Conversação humana
Exemplo de e-mail
Encapsulamento de dados

🎯 Objetivo Final

Compreender como o modelo OSI estrutura
a comunicação em redes de forma padronizada

🧠 + Quiz Interativo

Teste seus conhecimentos com 4 questões práticas!

📜 História: O Problema Original

🏭 Redes Proprietárias

Cada fabricante tinha sua própria tecnologia
Impossível misturar soluções diferentes
Falta de compatibilidade
Fabricante controlava todos os componentes

⚠️ Problemas Resultantes

Cliente "preso" a um fornecedor
Custos altos de expansão
Dificuldade de integração
Evolução tecnológica limitada

💡 A Solução da ISO

International Standards Organization
Modelo OSI (Open Systems Interconnection)
Padrão para interconexão de sistemas
7 camadas bem definidas
Fabricantes criam componentes compatíveis
Antes: Cada fabricante = ilha isolada
Depois: Padrão OSI = comunicação universal

🏗️ As 7 Camadas do Modelo OSI

7
7. Aplicação
6
6. Apresentação
5
5. Sessão
4
4. Transporte
3
3. Rede
2
2. Enlace de Dados
1
1. Física

🎯 Lembre-se do Mnemônico

"Físico Enlace Rede Transporte Sessão Apresentação Aplicação"
ou
"Por Favor Não Tire Suas Botas Aqui" (inglês)

🔌 Camada 1 - Física

Características físicas, elétricas e ópticas
Totalmente ligada ao hardware
Especifica conectores e cabos
Transparente para o usuário

🔧 Componentes Físicos

Placas de rede
Cabos e conectores
Repetidores e hubs
Conversores de mídia
RJ-11
RJ-45
BNC
Fibra

⚡ Funções Principais

Transmitir bits (0s e 1s)
Converter sinais elétricos/ópticos
Definir tensões e temporização
Especificar conectores

📞 Analogia do Telefone

Como os fios e tomadas do telefone - conectam fisicamente, mas não sabem o que está sendo falado.

💡 Exemplo Prático

Cabo de rede: transporta sinais elétricos
Placa de rede: converte dados em sinais
Não sabe se é e-mail, web ou arquivo

🔗 Camada 2 - Enlace de Dados

Interface confiável entre físico e dados
Detecta erros e controla fluxo
Organiza bits em quadros (frames)
Endereçamento local (MAC)

🎯 Funções Principais

Enquadramento (framing)
Detecção de erros (CRC)
Controle de fluxo local
Endereçamento MAC

🔧 Protocolos Comuns

Ethernet
WiFi 802.11
PPP
HDLC

📡 Subcamadas IEEE

LLC: Logical Link Control
MAC: Media Access Control

🏷️ Endereço MAC

00:1B:63:84:45:E6
Identifica cada placa
globalmente única

📞 Analogia do Telefone

Como tirar o fone do gancho e ouvir o tom - verifica se a linha está funcionando antes de discar.

Exemplo: Se houver ruído na linha, esta camada pede para repetir. É como dizer "Não ouvi, pode repetir?"

🌐 Camada 3 - Rede

Roteamento entre redes diferentes
Endereçamento lógico global
Escolha do melhor caminho
Fragmentação quando necessário

📍 Endereçamento IP

Endereços lógicos únicos
IPv4: 192.168.1.100
IPv6: 2001:db8::1
Roteamento hierárquico

🚛 Roteadores

Decisão de encaminhamento
Tabelas de roteamento
Protocolos de roteamento

🔧 Protocolos Principais

IP
ICMP
ARP
OSPF
BGP

🗺️ Analogia GPS

Como o GPS do carro:
Calcula a melhor rota
entre origem e destino

📞 Analogia do Telefone

Como discar o número - define para onde a ligação vai e por qual rota chegará ao destino.

Seu PC → Roteador Casa → Internet → Roteador Destino → Servidor
Cada "salto" é uma decisão de roteamento

🚚 Camada 4 - Transporte

Controle de fluxo fim-a-fim
Confiabilidade na entrega
Controle de sequência
Segmentação e remontagem

📋 Responsabilidades

Dividir dados em segmentos
Controlar velocidade de envio
Garantir ordem correta
Detectar e corrigir perdas

🚪 Portas

Identificam aplicações
HTTP: porta 80
HTTPS: porta 443
FTP: porta 21

🔧 Protocolos

TCP
UDP
SCTP

⚖️ TCP vs UDP

TCP: Confiável, lento
UDP: Rápido, sem garantias

📞 Analogia do Telefone

Como controlar a velocidade da fala - "Você pode falar mais devagar? Não estou entendendo direito."

Exemplo: Se você fala muito rápido no telefone, a outra pessoa pede para diminuir o ritmo. Similar ao controle de fluxo do TCP.

💬 Camada 5 - Sessão

Comunicação fim-a-fim entre usuários
Estabelece, gerencia e termina sessões
Controle de diálogo
Pontos de sincronização

🎯 Funções Principais

Estabelecer comunicação
Gerenciar turnos de fala
Implementar checkpoints
Recuperação de falhas

🔄 Tipos de Diálogo

Simplex: Uma direção
Half-duplex: Alternado
Full-duplex: Simultâneo

🔧 Protocolos e Tecnologias

NetBIOS
RPC
SQL Sessions
LDAP

📧 Exemplo Prático

Download de e-mail:
Se interrompido, continua
de onde parou

📞 Analogia do Telefone

Como gerenciar a conversa - quem fala, quando fala, estabelecer o diálogo entre duas pessoas.

Exemplo Real: Aplicativo de download que permite pausar e continuar de onde parou - a camada de sessão gerencia esses "checkpoints".

🎨 Camada 6 - Apresentação

Conversão de formato de dados
Criptografia e descriptografia
Compressão e descompressão
Tradução entre padrões

🔄 Conversão de Dados

ASCII ↔ EBCDIC
Big Endian ↔ Little Endian
Diferentes conjuntos de caracteres
Formatos de imagem/vídeo

🗜️ Compressão

ZIP
GZIP
LZ77

🔐 Criptografia

Proteção dos dados
SSL/TLS
Certificados digitais
Chaves públicas/privadas

🖼️ Exemplo Visual

JPEG → PNG → GIF
Mesma imagem,
formatos diferentes

📞 Analogia do Telefone

Como conversão de voz analógica para digital - a secretária eletrônica entende e converte sua voz.

Exemplo Prático: Quando você envia um arquivo Word para alguém que só tem OpenOffice - esta camada faria a conversão automática de formato.

📱 Camada 7 - Aplicação

Interface direta com o usuário
Serviços de rede para aplicações
Controle de acesso e integridade
Identificação de recursos

🌐 Protocolos Web

HTTP
HTTPS
FTP
SFTP

📧 Protocolos E-mail

SMTP
POP3
IMAP

🔧 Outros Serviços

DNS
DHCP
SNMP
Telnet
SSH

💻 Aplicações Comuns

• Navegador Web
• Cliente de E-mail
• Processador de texto
• Planilha eletrônica

📞 Analogia do Telefone

Como a conversa propriamente dita - o que você realmente quer comunicar, o conteúdo da ligação.

🎯 Funções Específicas

Determinar como ocorrerá o diálogo
Identificar nomes ou endereços
Controlar acesso e integridade
Interface com aplicações do usuário

📞 Analogia Completa: Ligação Telefônica

🎯 Fazendo uma Ligação - Todas as Camadas

7. Aplicação: "Alô, gostaria de falar com João"
6. Apresentação: Secretária eletrônica converte voz analógica → digital
5. Sessão: Estabelece e gerencia o diálogo entre as pessoas
4. Transporte: "Fale mais devagar, não estou entendendo"
3. Rede: Central telefônica roteia pela melhor rota
2. Enlace: Verifica se a linha está funcionando (tom de discar)
1. Física: Fios, conectores e aparelhos telefônicos

💡 Moral da História

Cada camada tem sua responsabilidade específica
Trabalham juntas para realizar a comunicação
Usuário só vê a camada 7, mas todas são essenciais

📦 Encapsulamento de Dados

Cada camada adiciona suas informações
Como "bonecas russas" ou "caixas dentro de caixas"
Descapsulamento no destino
Processo transparente ao usuário
Envio (Encapsulamento):

Dados do usuário
↓ +Cabeçalho Aplicação
↓ +Cabeçalho Apresentação
↓ +Cabeçalho Sessão
↓ +Cabeçalho Transporte
↓ +Cabeçalho Rede
↓ +Cabeçalho Enlace
↓ Sinais Físicos

Recepção (Descapsulamento):
Processo reverso remove cada cabeçalho

📮 Analogia do Correio

Carta = dados do usuário
Envelope = cabeçalhos das camadas
Endereço = informações de roteamento
Caminhão dos correios = meio físico

🔍 Por que Encapsular?

Cada camada precisa de suas informações
Roteamento, controle, endereçamento
Permite funcionamento independente
Facilita manutenção e evolução

📋 Resumo das Funções OSI

Camada Nome Função Principal Exemplo
7 Aplicação Interface com usuário HTTP, E-mail, FTP
6 Apresentação Formatação, criptografia SSL, JPEG, ZIP
5 Sessão Gerência de diálogo NetBIOS, RPC
4 Transporte Confiabilidade fim-a-fim TCP, UDP
3 Rede Roteamento entre redes IP, ICMP, Roteadores
2 Enlace Comunicação local confiável Ethernet, WiFi, Switches
1 Física Transmissão de bits Cabos, Conectores, Hubs

🎯 Conceitos-Chave

Camadas 1-3: Movimento de dados
Camadas 4-7: Processamento de dados
Separação clara de responsabilidades

🧠 Quiz - Teste seus conhecimentos!

📝 Questão 1

Quantas camadas tem o modelo OSI?

A) 4 camadas
B) 5 camadas
C) 7 camadas
D) 9 camadas

📚 Referências Bibliográficas

📖 Fonte Principal:

Capítulo 3 - Arquiteturas de Redes
Seção 3.2 - Modelo de Referência OSI
Páginas 1-9 do documento

🌐 Padrões Oficiais:

ISO/IEC 7498-1 (Modelo OSI)
IEEE 802.3 (Ethernet)
IEEE 802.11 (WiFi)
ISO (International Standards Organization)

📋 Conceitos Relacionados:

Encapsulamento de dados
Protocolos por camada
Endereçamento MAC vs IP
Redes proprietárias vs padrões

🎯 Objetivo Educacional

Facilitar o aprendizado do modelo OSI através de
analogias do sistema telefônico e exemplos práticos